大數(shù)據(jù)在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中應(yīng)用的可行性分析

劉平瑤 張利平 夏小俊 柏毅 東南大學(xué) 生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷提升，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展十分迅猛，人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上留下越來(lái)越多的數(shù)字印記，聯(lián)合國(guó)在2012年發(fā)布的大數(shù)據(jù)白皮書當(dāng)中就明確指出大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)讓我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，大數(shù)據(jù)讓各個(gè)行業(yè)都深受影響。

目前，各行各業(yè)越來(lái)越重視對(duì)數(shù)據(jù)的利用，教育領(lǐng)域也是如此。教育大數(shù)據(jù)不僅依靠大量的數(shù)據(jù)分析，也需要從大量的數(shù)據(jù)當(dāng)中尋找有用的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和分析，從而發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)的具體作用和價(jià)值，保證教育的公平性和合理性，實(shí)現(xiàn)多元化教學(xué)模式，讓教育資源得到優(yōu)化配置，幫助教育的決策更加科學(xué)合理。

教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有重要的意義，是推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的重要舉措。傳統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的主體是學(xué)生，學(xué)生與教師的情感關(guān)系、學(xué)生對(duì)于評(píng)價(jià)的理解與重視程度、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平等諸多因素影響著評(píng)價(jià)結(jié)果，無(wú)法避免的造成數(shù)據(jù)的不客觀、不全面等諸多缺憾。大數(shù)據(jù)技術(shù)的興起為教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)改革提供了契機(jī)。

1 我國(guó)中小學(xué)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

中小學(xué)生面臨的成長(zhǎng)與學(xué)業(yè)的雙重壓力，這無(wú)形中使得教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)成為熱門而敏感的話題。在中小學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)無(wú)處不在，也隨時(shí)都在進(jìn)行，無(wú)論何種形式、何種規(guī)模的考試，無(wú)一不要進(jìn)行比較。此外，教師的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)直接關(guān)乎教師的職業(yè)前途，也關(guān)乎學(xué)生的發(fā)展和家長(zhǎng)的信賴。因此，科學(xué)合理地評(píng)價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

目前，中小學(xué)對(duì)于教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)采取的主要依據(jù)依然是考試中學(xué)生的實(shí)際成績(jī)，或者是通過比較目標(biāo)完成情況。除此之外，采取的其他教學(xué)評(píng)價(jià)方式包括學(xué)生評(píng)價(jià)、教師自評(píng)、督導(dǎo)和領(lǐng)導(dǎo)者評(píng)價(jià)等方式。學(xué)生評(píng)價(jià)主要是由學(xué)生依據(jù)既定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)任課老師做出盡可能客觀的評(píng)價(jià)。雖然目前的評(píng)價(jià)模式已經(jīng)從教育環(huán)節(jié)的多視角出發(fā)，給予教師最大的公平，但依舊存在諸多的問題，比如學(xué)生的情感因素，領(lǐng)導(dǎo)者不同的學(xué)科背景等。

學(xué)生的學(xué)習(xí)方式多種多樣而且是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，正如不能單純以學(xué)習(xí)成績(jī)判定學(xué)生一樣，也不能單純通過結(jié)果評(píng)判教學(xué)質(zhì)量。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，學(xué)生、教師、管理者等所有相關(guān)人員的行為和表現(xiàn)都可轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)，從而便于后期的存儲(chǔ)、加工和分析。大數(shù)據(jù)通過對(duì)數(shù)據(jù)的精細(xì)分析能夠讓教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的深度與廣度不斷延伸，其在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的領(lǐng)域中有著廣泛的發(fā)展前景。

2 教育大數(shù)據(jù)與教育數(shù)據(jù)挖掘

2.1 教育大數(shù)據(jù)

從狹義上我們可以看出，教育大數(shù)據(jù)是指學(xué)習(xí)者具體的學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)分析，而廣義的大數(shù)據(jù)是來(lái)源于人們?nèi)粘W(xué)習(xí)行為，也是關(guān)于教育活動(dòng)而展開的行為信息分析。 大數(shù)據(jù)通常有以下幾個(gè)特點(diǎn)；數(shù)據(jù)類型多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；低價(jià)值密度，數(shù)據(jù)中有價(jià)值數(shù)據(jù)量級(jí)較??；真實(shí)性，數(shù)據(jù)質(zhì)量因數(shù)據(jù)來(lái)源與記錄方式的不同，會(huì)出現(xiàn)較大差異，在一定程度上影響來(lái)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。這種特點(diǎn)就決定了教育大數(shù)據(jù)分析較為繁瑣和復(fù)雜，涉及的因素較多而且涉及面較廣。這些數(shù)據(jù)通過收集，挖掘，分類排列以處理之后形成一組新的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被挖掘出來(lái)形成一種新的算法。教育數(shù)據(jù)挖掘會(huì)議上就明確指出，教育數(shù)據(jù)挖掘是來(lái)自于對(duì)教育系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)的收集和整理，是將一些瑣碎的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的數(shù)據(jù)，這種過程是教育者使用信息的過程。數(shù)據(jù)可以作為學(xué)校家長(zhǎng)老師之間溝通的橋梁和紐帶，也作為教育軟件系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)，從龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中篩選出有用的信息進(jìn)行進(jìn)一步的處理，通過將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化為便捷穩(wěn)定可靠的決策支持系統(tǒng)，充分利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)和采用合理的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)讓教學(xué)質(zhì)量得到保證，找出影響教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)因素。

2.2 教育數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘的意思就是從大量的隨機(jī)的數(shù)據(jù)當(dāng)中提取有用的信息，這些信息也含著一些存在的價(jià)值和作用。教育數(shù)據(jù)的挖掘是一種知識(shí)的體驗(yàn)和探索，數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域包含多個(gè)核心技術(shù)，比如利用技術(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)庫(kù)、可視化技術(shù)等。

教育數(shù)據(jù)挖掘（Education Data Mining，EDM）是一種綜合性的機(jī)器和人工智能算法，對(duì)于教育原始信息的收集處理，分析和轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置，指導(dǎo)教學(xué)行為的規(guī)范化，從而全面實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者未來(lái)的學(xué)習(xí)趨勢(shì)的一種推測(cè)。教育學(xué)家，家長(zhǎng)和軟件開發(fā)人員都可以利用此類數(shù)據(jù)幫助他們來(lái)解決實(shí)際的一些問題，讓教育系統(tǒng)的教育資源得到良性的循環(huán)，最終讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到保證，改進(jìn)學(xué)習(xí)的目的。

教育數(shù)據(jù)挖掘在分析教育全過程的所有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)的重建，分析信息的關(guān)聯(lián)行為的預(yù)判等等方式，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)和學(xué)習(xí)建議，為教育管理者（如教師）的教育行為提供支撐。

為了有效地對(duì)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，實(shí)現(xiàn)教育預(yù)測(cè)和支持服務(wù)，主要采用以下幾種技術(shù)：如圖1所示，（1）預(yù)測(cè)：將非常困難的學(xué)習(xí)問題，轉(zhuǎn)化成為相對(duì)簡(jiǎn)單的可描述的變量，并對(duì)變量進(jìn)行推測(cè)處理。（2）聚類：依照特定的標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)集分割成為不同的類，使得同類的數(shù)據(jù)具有較大的相似性。（3）關(guān)聯(lián)規(guī)則：探尋數(shù)據(jù)集中的頻繁模式，即反復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系。（4）判斷過程：利用可視化工具描述呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。（5）模型構(gòu)建：將所挖掘到的數(shù)據(jù)特征，量化數(shù)據(jù)特征關(guān)系來(lái)描述教育過程與結(jié)果之間的關(guān)系，從而為預(yù)測(cè)與決策提供參考。

圖1 教育大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵤┝鞒?/p>

3 大數(shù)據(jù)在高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中應(yīng)用的可行性分析

3.1 優(yōu)勢(shì)

教育評(píng)價(jià)不再是經(jīng)驗(yàn)主義，而是數(shù)據(jù)主義，從主觀分析到客觀分析，從宏觀評(píng)價(jià)走向微觀評(píng)價(jià)。教育大數(shù)據(jù)指導(dǎo)下的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，讓師生擺脫了傳統(tǒng)基于考試成績(jī)的單純?cè)u(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)思想和評(píng)價(jià)方法上進(jìn)行了巨大的改革變化?；诖罅靠陀^、真實(shí)的數(shù)據(jù)形成的教學(xué)評(píng)價(jià)，其可靠性得到了有效保障。

大數(shù)據(jù)在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：

從學(xué)生的角度看，首先，教育大數(shù)據(jù)清晰地捕捉了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)行為，通過分析學(xué)習(xí)的具體目的和行為來(lái)觀察學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)規(guī)律，而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為必然密切與教師行為和教學(xué)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，通過對(duì)學(xué)習(xí)行為規(guī)律的探尋，也有助于教師對(duì)于教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行反思。教育大數(shù)據(jù)使得學(xué)生對(duì)于教師的教學(xué)過程反饋及時(shí)化、透明化，進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的及時(shí)性和透明性。除此之外，所收集的大數(shù)據(jù)除了體現(xiàn)最終的結(jié)果之外，還包括了各階段的形成性測(cè)量的結(jié)果，并且可以密切反應(yīng)出與結(jié)果相關(guān)的各種因素，這一特點(diǎn)使得教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的深度得到了加強(qiáng)。其次，學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程有明確的指導(dǎo)價(jià)值和意義。采集到的各項(xiàng)過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，可以充分代表學(xué)生個(gè)體在各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的表現(xiàn)，因此對(duì)于學(xué)生評(píng)價(jià)的細(xì)致性與準(zhǔn)確能夠反作用于教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

從教師的角度看，對(duì)于教師的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)從此基于大量真實(shí)數(shù)據(jù)的分析而非是僅僅是學(xué)生的考試成績(jī)或者是不熟知的督導(dǎo)短時(shí)間內(nèi)的判斷，這大大提高了對(duì)于教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的公平性。其次，通過大數(shù)據(jù)的分析，能夠多元化分析影響對(duì)教師評(píng)價(jià)的因素，數(shù)據(jù)的全面整合，讓原本看似毫不相關(guān)的因素建立起聯(lián)系，更讓原本容易被忽視的關(guān)鍵因素悄然浮出水面，這有利于幫助學(xué)校更加全面的檢視教師素質(zhì)對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的影響。

從教育管理者角度看，隨著教育評(píng)價(jià)問題的復(fù)雜性增加，建立起謹(jǐn)慎而全面的教育評(píng)價(jià)體系需要綜合考慮，這使得教育大數(shù)據(jù)凸顯了其優(yōu)勢(shì)，教育大數(shù)據(jù)通過記錄大量真實(shí)教學(xué)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)，為教育評(píng)價(jià)體系的建立提供實(shí)情依據(jù)。

3.2 存在的問題

一方面，教育大數(shù)據(jù)真實(shí)的記錄了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)行為，在一定程度上反映了他們的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)頻率等信息。但是當(dāng)前教育大多數(shù)的數(shù)據(jù)信息采集主要集中在學(xué)生的行為層面，缺乏對(duì)學(xué)生的心理狀態(tài)，社會(huì)行為的檢測(cè)，所以無(wú)法真正的促使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，應(yīng)該進(jìn)一步探討學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的一些內(nèi)在動(dòng)力和影響學(xué)生學(xué)習(xí)的深層次的因素。當(dāng)前與學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)密切相關(guān)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)無(wú)法深入。學(xué)生在處理問題時(shí)不夠成熟，學(xué)習(xí)行為不太穩(wěn)定，這些都會(huì)直接影響到學(xué)習(xí)的效果，這對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)帶來(lái)諸多干擾因素。并且，目前大數(shù)據(jù)應(yīng)用于中小學(xué)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)依然面臨著技術(shù)上的困難，尚且還沒有更加便捷的可穿戴設(shè)備應(yīng)用于真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，因而無(wú)法采集大量的真實(shí)的學(xué)生行為數(shù)據(jù)。

對(duì)于教師而言，基于大量真實(shí)數(shù)據(jù)得到的評(píng)價(jià)避免許多無(wú)關(guān)因素的干擾，增加了評(píng)價(jià)的公平性，但也是對(duì)教師更為嚴(yán)酷的考驗(yàn)，這促使教師不得不考慮教學(xué)環(huán)節(jié)的各個(gè)方面、教師職業(yè)發(fā)展的各個(gè)方面等等，這無(wú)疑成為每位教師的巨大負(fù)擔(dān)。

教育大數(shù)據(jù)當(dāng)然可以為教育管理者呈現(xiàn)教學(xué)情境下全方位的細(xì)節(jié)，這有利于教育管理者制定出更加全面的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。但是，教育大數(shù)據(jù)能為教學(xué)評(píng)價(jià)體系服務(wù)的僅僅是為其提供制定的實(shí)情依據(jù)，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能證明其合理性。更何況，海量的細(xì)節(jié)，全面的維度一方面帶來(lái)的是更全面的評(píng)價(jià)，另一方面也可能落入無(wú)從下手的兩難境地。

4 結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)的“大”，是一種隱喻，我們不能簡(jiǎn)單將其理解為單純由樣本數(shù)量大量增加而引起的“大”，這并非是大數(shù)據(jù)的真正價(jià)值，大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵在于其能夠表征小規(guī)模數(shù)據(jù)無(wú)法完整表征的東西。教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵一環(huán)，我們有理由期待大數(shù)據(jù)的應(yīng)用推動(dòng)中小學(xué)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的改革，但這絕不是簡(jiǎn)單的做大樣本的數(shù)據(jù)分析，而因在紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中謹(jǐn)慎思考，如大海撈針般找到真正有價(jià)值的那顆璀璨的“珍珠”。